KR101921227B1 - Horizontal type multi spindle machining center - Google Patents

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KR101921227B1
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(주)성림엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to a machining center and, more specifically, to a horizontal type multi-spindle machining center, moving a ram with spindles loaded in the vertical direction, the front and rear direction, and the transverse direction of workpieces by installing a 2-axis (Y, Z-axis) or 3-axis (X, Y, Z-axis) transfer operation unit in the machining center installed to cut the workpieces, providing a plurality of the spindles such as two to eight axes of spindles to enable the plurality of workpieces to be simultaneously processed, and simultaneously switching tools in accordance with the number of the spindles by ATC with respect to a cutting tool fixed to the plurality of spindles to cut the workpieces to increase a tool switching speed so as to improve production efficiency.

Description

수평형 멀티스핀들 가공센터{Horizontal type multi spindle machining center}[0001] Horizontal type multi spindle machining center [0002]

본 발명은 가공센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 가공센터에 2축(Y, Z축) 또는 3축(X, Y, Z축)의 이송구동부를 각각 설치하여 공작물의 상하방향과 전후방향 또는 좌우방향으로 주축(스핀들)이 탑재된 램을 이동시키되, 상기 주축의 수를 2축 내지 8축 등 복수로 구성하여 다수의 공작물을 동시에 가공할 수 있으며, 복수의 주축에 고정되어 공작물을 절삭 가공하는 절삭공구에 대해서는 ATC에 의해 주축의 수만큼 공구교환을 동시에 진행함으로써 공구교환속도를 향상시켜 생산효율을 향상시킨 수평형 멀티스핀들 가공센터이다.The present invention relates to a machining center. More particularly, the present invention relates to a machining center in which a two-axis (Y, Z axis) or three axis (X, Y, Z axis) A plurality of workpieces can be machined simultaneously by constituting a plurality of main axes such as two to eight axes, and moving the ram on which the main spindle (spindle) is mounted in the up-and-down direction, It is a horizontal multi-spindle machining center which improves the production efficiency by improving the tool change speed by cutting the tool by the number of main spindles simultaneously by the ATC for the cutting tool which is fixed to the main shaft and cuts the workpiece.

일반적으로 범용공작기계 즉, CNC선반이나 머시닝센터(MCT)는 하나의 주축(스핀들)을 사용하여 공작물을 가공하게 되며, 이로써 공작물 가공에 소요되는 시간의 소모가 많아지고 이는 곧 생산능률의 저하를 초래하게 된다.Generally, a general purpose machine, ie, a CNC lathe or a machining center (MCT), uses a single spindle (spindle) to machine a workpiece, thereby consuming a lot of time for machining the workpiece, .

이러한 불합리한 점을 개선하고자 전용공작기계가 개발되어 사용되고 있는데, 전용공작기계의 경우 하나의 물품만을 생산하기 위한 목적만을 가지고 만들어지게 되어 물품의 구조가 약간만 변하여도 공작기계의 설계변형이 반드시 필요하며, 심하게 변하거나 다른 물품을 생산하기 위해서는 사용이 불가능하여 생산능률의 향상에도 불구하고 전용공작기계의 사용을 꺼리는 문제가 있었다.In order to improve the unreasonableness, a dedicated machine tool is developed and used. In the case of a dedicated machine tool, only the purpose of producing only one article is made, so that the design modification of the machine tool is necessarily required even if the structure of the article is slightly changed. There is a problem in that it is not possible to use it to produce a severe change or another article, and thus it is reluctant to use the dedicated machine tool despite the improvement of the production efficiency.

한편 가공센터(특히 라인센터)는 기존 범용공작기계의 개념에서 탈피하여 생산라인에 여러 대가 동시에 연결 설치되어 생산공정이 라인화된 형태로 이루어질 수 있다는 장점으로 여러 대를 동시에 설치하는 경우가 많으나, 이러한 경우 역시 상술한 전용공작기계의 문제를 해결할 수 없다.On the other hand, machining centers (especially line centers) are often installed at the same time because many units are connected to a production line at the same time and the production process can be made in a line form, In this case, too, the problem of the above-mentioned dedicated machine tool can not be solved.

이러한 하나의 스핀들을 가지는 라인센터와 관련된 종래기술로서는 공개특허공보 제10-2013-0119292호에 제안되어 있는 수평식 자동공구교환장치가 구비된 다축 수직형 머시닝센터 및 툴 교환 방법이 있다.As a related art related to a line center having such a single spindle, there is a multi-axis vertical machining center and a tool exchange method provided with a horizontal automatic tool changer proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0119292.

상기 특허에는 베드가 구비되고, 상기 베드의 상부에 구성되되 Y축 방향으로 전후 유동하는 칼럼, 상기 칼럼의 일 측에 구성되되 Z축 방향으로 상하로 슬라이딩되며 다수개의 스핀들이 구성된 스핀들부 및 툴 매거진으로 구성되는 수직형 머시닝 센터에 있어서, 상기 툴 매거진은 상기 베드의 상부에 구성되며, 다수의 툴 그립바가 열과 행을 이루며 정렬배치된 툴 매거진이 구성된 것을 특징으로 하는 수평식 자동공구교환장치가 구비된 다축 수직형 머시닝센터가 제안되어 있는데, 툴 매거진이 베드의 상부에 구성됨으로써 베드의 크기가 커질 수밖에 없고 이로써 베드 상부에 놓여 공작물이 안착되는 작업대에 공작물을 놓기가 불편하며, 머시닝센터의 크기가 전체적으로 커져 중량이 많이 나가고 설치면적이 커져 자동화라인에 효율적인 배치가 어려운 문제가 있다.The above-mentioned patent discloses a spindle unit having a bed, a column arranged on the bed and flowing back and forth in the Y axis direction, a spindle unit configured on one side of the column and sliding up and down in the Z axis direction, Characterized in that the tool magazine is constituted on the upper part of the bed, and a tool magazine in which a plurality of tool grip bars are arranged in rows and rows is constituted by a horizontal automatic tool changer A multi-axis vertical machining center is proposed. Since the tool magazine is formed on the upper part of the bed, the size of the bed is inevitably enlarged, which makes it inconvenient to place the workpiece on the work table where the workpiece lies on the upper part of the bed. Larger overall weight, larger footprint and more efficient placement on automated lines There is a problem.

또 다른 종래기술로서는 본 출원인이 선출원 등록한 특허 제10-1630144호에 제안되어 있는 수평형 다축 라인센터가 있다.Another conventional technique is the horizontal multi-axis line center proposed in the Japanese Patent No. 10-1630144 filed by the present applicant.

상기 특허에는 공작물을 절삭가공하기 위한 라인센터에 있어서, 상기 라인센터는 지면에 설치되는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)의 상부에 설치되는 컬럼(30)과, 상기 컬럼(30)을 따라 움직이는 공구대(40)와, 상기 공구대(40)에 장착되며 일단에는 절삭공구(1)가 체결되는 척(42)이 결합되어 있는 스핀들(41)을 포함하여 구성되며, 상기 스핀들(41)은 베이스(10)의 설치면과 평행한 방향과 설치되며 적어도 2개 이상 복수로 구성되어 공작물에 2개 이상 복수의 공구로써 동시 가공이 가능하고, 상기 스핀들(41)은 컬럼(30)의 상부에 설치되고 원형으로 구성된 툴 매거진(60)에 의해 공구교환이 이루어지되, 상기 툴 매거진(60)은 스핀들(41) 수만큼의 절삭공구가 섹터별(S1~S4)로 나뉘어져 장착될 수 있으며, 상기 툴 매거진(60)의 회전에 의해 교환하고자 하는 공구가 스핀들(41)의 전면으로 위치되며, 교환하고자 하는 공구가 스핀들(41)의 전면으로 위치되면 스핀들(41)의 척(42)에 공구가 없는 상태에서는 스핀들(41)이 z축 방향으로 전진 이동하여 공구가 장착되고, 이후 z축 방향으로 후진한 뒤 y축 방향으로 하강하고 다시 z축 방향으로 전진하여 공작물 가공을 수행하며, 공작물 가공이 끝나면 스핀들(41)의 이동에 의해 스핀들(41)의 척(42)에 고정되어 있는 절삭공구(1)를 툴 그립바(61)에 넣으며, 상기 툴 매거진(60)과 툴 매거진 회전축(70)이 결합된 툴 매거진 바디(76)는 실린더(77)에 의해 z축 방향으로 이동시킬 수 있어, 공구의 길이가 비교적 긴 경우에도 공구교환이 용이하게 이루어질 있으며, 공구교환을 위해 툴 매거진(60)이 회전되고 나면 정확한 위치에 툴 매거진(60)이 위치하고 있는지 확인하기 위해, 툴 매거진(60)에 섹터의 수만큼 측정용 홈을 형성하고 일측에는 센서를 설치하여 상기 센서의 측정에 의해 툴 매거진(60)의 정위치를 확인한 뒤에만 컬럼(30)을 이동시켜 공구교환을 행할 수 있도록 안전장치를 마련한 것이 특징인 수평형 다축 라인센터가 제안되어 있는데, 베이스 상부에 z축모터를 구비하여 컬럼을 비롯한 컬럼과 결합되어 있는 구성들을 모두 이송시킴에 따라 구동력이 많이 들고, 툴 매거진에 의한 동시 공구교환방식이므로 가공이 끝난 절삭공구를 툴 매거진의 빈자리에 꽂고 툴 매거진을 회전시킨 다음 새로운 공구를 장착하는 방식이므로 툴 매거진이 회전하는 동안 시간의 로스가 발생하며, 툴 매거진의 구조적 한계로 인해 장착할 수 있는 공구의 수와 종류가 한정적일 수밖에 없었다.The line center includes a base 10 installed on the ground, a column 30 installed on the base 10, and a column 30 installed on the base 10 to cut the workpiece. And a spindle 41 mounted on the tool rest 40 and coupled to a chuck 42 to which a cutting tool 1 is fastened at one end. The spindle 41 The spindle 41 is installed in a direction parallel to the mounting surface of the base 10 and is composed of a plurality of at least two or more, The tool magazine 60 can be mounted with the number of cutting tools corresponding to the number of the spindles 41 divided into sectors S1 to S4 by a tool magazine 60 mounted on the upper portion of the tool magazine 60, , The tool to be exchanged by the rotation of the tool magazine (60) When the tool to be replaced is positioned on the front surface of the spindle 41 and the tool is not present on the chuck 42 of the spindle 41, the spindle 41 moves forward in the z-axis direction The tool is mounted and then moved backward in the z-axis direction, then descends in the y-axis direction, and advances again in the z-axis direction to perform workpiece machining. When the machining of the workpiece is finished, the spindle 41 moves The tool magazine body 76 in which the tool magazine 60 and the tool magazine rotational shaft 70 are coupled is inserted into the cylinder 77 So that the tool change is easy even when the tool length is relatively long. After the tool magazine 60 is rotated for tool change, the tool magazine 60 is positioned at the correct position To confirm, the tool magazine 60 has a And a safety device is provided so that a tool can be exchanged by moving the column 30 only after confirming the correct position of the tool magazine 60 by measuring the sensor by providing a sensor on one side A horizontal multi-axis line center has been proposed, which has a z-axis motor at the top of the base to drive all the components associated with the column, including the column, Since the machining tool inserts the cutting tool into the empty position of the tool magazine, rotates the tool magazine, and then mounts the new tool, a time loss occurs while the tool magazine rotates, and the tool And the number and type of them were limited.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0119292호Korean Patent Publication No. 10-2013-0119292 대한민국 등록특허공보 제10-1630144호Korean Registered Patent No. 10-1630144

따라서 본 발명은 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 가공센터에 2축 또는 3축의 이송구동부를 각각 설치하여 공작물의 상하방향과 전후방향 또는 좌우방향으로 주축(스핀들)이 탑재된 램을 이동시키되 각 구동부 간의 동기제어를 통해 주축의 이동경로를 최소화하여 주축의 이동에 따른 소모동력을 줄이고, 상기 주축의 수를 여러 개로 구성하여 다수의 공작물을 동시에 가공할 수 있으며, 여러 개의 주축에 고정되어 공작물을 절삭 가공하는 공구에 대해서는 ATC에 의해 공구교환을 동시에 진행함으로써 공구교환속도를 향상시켜 생산효율을 향상시킨 수평형 멀티스핀들 가공센터를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, according to the present invention, a two-axis or three-axis feed drive unit is installed in a machining center installed for cutting a workpiece, and the ram on which the spindle is mounted is moved in the vertical direction and the back- The number of the spindles is set to several, and a plurality of workpieces can be machined at the same time. The workpieces are fixed to several spindles, and the workpiece is cut The aim of the present invention is to provide a horizontal multi-spindle machining center which improves the production efficiency by improving the tool changing speed by simultaneously executing the tool change by the ATC.

또한, 상기 ATC의 툴 매거진의 한 면에 주축의 수보다 2배의 툴 그리퍼를 구성하여 툴 매거진의 한쪽 면에 장착되는 공구의 수를 주축의 2배로 구성함으로써 툴 매거진을 회전시키지 않고도 2종류의 가공을 연속적으로 행할 수 있어 공구교환시간을 단축하게 되어 공작물의 비가공시간을 줄일 수 있고, 종래의 툴매거진에 비해 2배수의 다양한 공구를 장착함으로써 여러 종류의 가공에 유연하게 대처할 수 있는 수평형 멀티스핀들 가공센터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.The number of tools mounted on one side of the tool magazine is twice as large as the number of main spindles on the one side of the tool magazine of the ATC so that the number of tools mounted on one side of the tool magazine is twice that of the main spindle, The machining can be performed continuously, shortening the tool change time and reducing the machining time of the workpiece. By equipping the tool magazine with twice as many tools as the conventional tool magazine, Another purpose is to provide a multi-spindle machining center.

또한, 상기 Y축 구동부의 구성 중 하나인 Y축 구동모터를 새들의 양측에 구성하여 두 개의 Y축 구동모터를 동기제어함으로써 새들의 안정적인 움직임을 확보함과 동시에 강한 절삭부하를 견딜 수 있도록 한 수평형 멀티스핀들 가공센터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, a Y-axis drive motor, which is one of the configurations of the Y-axis drive section, is provided on both sides of the saddle to synchronously control two Y-axis drive motors, thereby ensuring stable movement of the saddle, Another goal is to provide a balanced multi-spindle machining center.

또한, 가공센터의 전면에 설치되어 공작물이 고정되는 지그를 공작물에 따라 A축 회전타입, B축 회전타입 및 A, B축 동시회전타입의 3가지 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 공작물 가공의 적용성을 높인 수평형 멀티스핀들 가공센터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, it is possible to selectively use one of the three types of jigs provided on the front surface of the machining center to fix the workpiece according to the workpiece: A-axis rotation type, B-axis rotation type and A and B axis simultaneous rotation type. Another aim is to provide a horizontal multi-spindle machining center with enhanced applicability.

본 발명에 의한 수평형 멀티스핀들 가공센터는 공작물을 절삭가공하기 위한 가공센터에 있어서, 상기 가공센터는 지면에 고정 설치되는 베이스(1)와, 상기 베이스(1) 상부에 설치되며 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동되는 칼럼(2)과, 상기 칼럼(2) 내부에 설치되며 절삭공구(8)가 장착되는 주축(4, 스핀들)을 지지하는 램(3)과, 상기 램(3)을 지지하고 있는 새들(9)을 공작물(W)의 상하방향으로 이동시키기 위한 Y축 구동부(20)와, 상기 램(3)을 공작물의 전후방향으로 이동시키기 위한 Z축 구동부(30)와, 상기 주축(4)을 회전시키는 서보모터(5)와, 상기 주축(4)의 전면에 설치되며 공작물(W)의 고정을 위한 지그(40)로 구성되며, 상기 주축의 상부에는 절삭공구를 장착할 수 있는 ATC(50)가 구성되어 있는 것이 특징이다.A horizontal multi-spindle machining center according to the present invention is a machining center for machining a workpiece. The machining center includes a base 1 fixedly mounted on the ground, an X-axis drive unit (3) for supporting a main shaft (4, spindle) provided inside the column (2) and on which a cutting tool (8) is mounted; A Y axis driving unit 20 for moving the saddle 9 supporting the ram 3 in the vertical direction of the work W and a Z axis driving unit for moving the ram 3 in the forward and backward directions of the workpiece W A servo motor 5 for rotating the main spindle 4 and a jig 40 for fixing the work W installed on the front surface of the main spindle 4, And an ATC 50 capable of mounting a cutting tool.

본 발명에 의한 수평형 멀티스핀들 가공센터는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 가공센터에 2축 또는 3축의 이송구동부를 각각 설치하여 공작물의 상하방향과 전후방향 또는 좌우방향으로 주축(스핀들)이 탑재된 램을 이동시키되 각 구동부 간의 동기제어를 통해 주축의 이동경로를 최소화하여 주축의 이동에 따른 소모동력을 줄이고, 상기 주축의 수를 여러 개로 구성하여 다수의 공작물을 동시에 가공할 수 있으며, 여러 개의 주축에 고정되어 공작물을 절삭 가공하는 공구에 대해서는 ATC에 의해 공구교환을 동시에 진행함으로써 공구교환속도를 향상시켜 생산효율을 향상시킨 현저한 효과와 함께, 상기 ATC의 툴 매거진의 한 면에 주축의 수보다 2배의 툴 그리퍼를 구성하여 툴 매거진의 한쪽 면에 장착되는 공구의 수를 주축의 2배로 구성함으로써 툴 매거진을 회전시키지 않고도 2종류의 가공을 연속적으로 행할 수 있어 공구교환시간을 단축하게 되어 공작물의 비가공시간을 줄일 수 있고, 종래의 툴매거진에 비해 2배수의 다양한 공구를 장착함으로써 여러 종류의 가공에 유연하게 대처할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 상기 Y축 구동부의 구성 중 하나인 Y축 구동모터를 새들의 양측에 구성하여 두 개의 Y축 구동모터를 동기제어함으로써 새들의 안정적인 움직임을 확보함과 동시에 강한 절삭부하를 견딜 수 있으며, 가공센터의 전면에 설치되어 공작물이 고정되는 지그를 공작물에 따라 A축 회전타입, B축 회전타입 및 A, B축 동시회전타입의 3가지 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 공작물 가공의 적용성을 높인 현저한 효과가 있다.The horizontal multi-spindle machining center according to the present invention is characterized in that a two-axis or three-axis feed drive unit is installed in a machining center installed for cutting a workpiece, and a spindle (spindle) is mounted on the workpiece in the up- The moving path of the main spindle is minimized through the synchronous control between the driving parts to reduce the power consumed by the movement of the main spindle, and the number of the main spindles can be configured to be plural, so that a plurality of workpieces can be simultaneously machined, For a tool which is fastened to the main shaft and cuts the workpiece, the tool change speed is improved by simultaneously performing the tool change by the ATC, thereby remarkably improving the production efficiency. In addition, By constructing a double tool gripper, the number of tools mounted on one side of the tool magazine is made twice as large as the main axis Two types of machining can be performed continuously without rotating the tool magazine, shortening the tool change time, reducing the machining time of the workpiece, and by installing various tools twice as many as conventional tool magazines, A Y-axis drive motor, which is one of the configurations of the Y-axis drive section, is provided on both sides of the saddle to synchronously control the two Y-axis drive motors, thereby ensuring stable movement of the saddle The jig can be fixed to the front of the machining center at the same time, and the jig for fixing the workpiece can be selectively moved to one of the A-axis rotation type, the B-axis rotation type and the A and B- So that the applicability of the workpiece machining is enhanced.

도 1은 본 발명의 전체구성도
도 2는 본 발명의 일부구성도
도 3은 도 2를 타관점에서 본 전체구성도
도 4는 본 발명의 정면구성도
도 5는 본 발명의 배면구성도
도 6은 본 발명의 측면구성도
도 7 내지 도 10은 본 발명에 의한 지그의 구성예시도
도 11 내지 도 13는 본 발명에 의한 ATC의 구성예시도
도 14와 도 15는 본 발명에 의한 ATC의 타실시 예시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
2 is a partial schematic view of the present invention
Fig. 3 is an overall configuration diagram of Fig.
4 is a front view of the present invention
5 is a rear view of the present invention
Fig. 6 is a side view of the present invention
Figs. 7 to 10 are diagrams showing a configuration example of a jig according to the present invention
11 to 13 are diagrams showing an example of the configuration of an ATC according to the present invention
Figs. 14 and 15 show an example of the ATC according to the present invention

본 발명은 가공센터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 가공센터에 2축(Y, Z축) 또는 3축(X, Y, Z축)의 이송구동부를 각각 설치하여 공작물의 상하방향과 전후방향 또는 좌우방향으로 주축(스핀들)이 탑재된 램을 이동시키되, 상기 주축의 수를 2축 내지 8축 등 복수로 구성하여 다수의 공작물을 동시에 가공할 수 있으며, 복수의 주축에 고정되어 공작물을 절삭 가공하는 절삭공구에 대해서는 ATC에 의해 주축의 수만큼 공구교환을 동시에 진행함으로써 공구교환속도를 향상시켜 생산효율을 향상시킨 수평형 멀티스핀들 가공센터이다.The present invention relates to a machining center. More particularly, the present invention relates to a machining center in which a two-axis (Y, Z axis) or three axis (X, Y, Z axis) A plurality of workpieces can be machined simultaneously by constituting a plurality of main axes such as two to eight axes, and moving the ram on which the main spindle (spindle) is mounted in the up-and-down direction, It is a horizontal multi-spindle machining center which improves the production efficiency by improving the tool change speed by cutting the tool by the number of main spindles simultaneously by the ATC for the cutting tool which is fixed to the main shaft and cuts the workpiece.

본 발명에서 정의하는 X축 방향은 베이스의 바닥면과 수평을 이루는 주축의 좌우방향을 의미하고, Y축 방향은 베이스의 바닥면과 수직을 이루는 주축의 상하방향을 의미하며, Z축 방향은 베이스의 바닥면과 수평을 이루는 주축의 전후방향을 각각 의미한다.The X axis direction defined in the present invention means the left and right direction of the main axis which is horizontal with the bottom surface of the base, the Y axis direction means the up and down direction of the main axis perpendicular to the bottom surface of the base, And the front-rear direction of the main shaft which is horizontal with the bottom surface of the main shaft.

또한, A축 방향은 X축 방향의 이동선을 중심축으로 회전하는 방향이고, B축 방향은 Y축 방향의 이동선을 중심축으로 회전하는 방향이며, C축 방향은 Z축 방향의 이동선을 중심축으로 회전하는 방향으로 정의한다.The A-axis direction is a direction in which the moving line in the X-axis direction is rotated around the center axis, the B-axis direction is a direction in which the moving line in the Y-axis direction is rotated around the center axis, As shown in Fig.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명의 일부구성도이며, 도 3은 도 2를 타관점에서 본 전체구성도이고, 도 4는 본 발명의 정면구성도이며, 도 5는 본 발명의 배면구성도이고, 도 6은 본 발명의 측면구성도로써, 본 발명에 의한 수평형 멀티스핀들 가공센터는 공작물을 절삭가공하기 위한 가공센터에 있어서, 상기 가공센터는 지면에 고정 설치되는 베이스(1)와, 상기 베이스(1) 상부에 설치되며 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동되는 칼럼(2)과, 상기 칼럼(2) 내부에 설치되며 절삭공구(8)가 장착되는 주축(4, 스핀들)을 지지하는 램(3)과, 상기 램(3)을 지지하고 있는 새들(9)을 공작물(W)의 상하방향으로 이동시키기 위한 Y축 구동부(20)와, 상기 램(3)을 공작물의 전후방향으로 이동시키기 위한 Z축 구동부(30)와, 상기 주축(4)을 회전시키는 서보모터(5)와, 상기 주축(4)의 전면에 설치되며 공작물(W)의 고정을 위한 지그(40)로 구성되며, 상기 주축의 상부에는 절삭공구를 장착할 수 있는 ATC(50)가 구성되어 있는 것이 특징이다.Fig. 3 is a general configuration view of Fig. 2 taken from another point of view; Fig. 4 is a front structural view of the present invention; Fig. 5 6 is a side view of the present invention. The horizontal multi-spindle machining center according to the present invention is a machining center for machining a workpiece, wherein the machining center is fixed to the ground A column 2 installed in the upper part of the base 1 and moved in the left and right direction of the workpiece by an X-axis driving part 10 and a cutting tool 8 installed inside the column 2, A Y-axis driving part 20 for moving the saddle 9 supporting the ram 3 in the vertical direction of the work W, a ram 3 supporting the main shaft 4 (spindle) A Z-axis driving unit 30 for moving the ram 3 in the forward and backward directions of the workpiece, A servo motor 5 and a jig 40 mounted on the front surface of the main shaft 4 for fixing the work W. An ATC 50 capable of mounting a cutting tool is provided on the main shaft It is characterized in that it is constituted.

먼저, 도시된 가공센터는 3축 구동 즉, X, Y, Z축의 구동이 가능한 가공센터이며, 경우에 따라 X축의 구동부를 제외하여 구성할 수 있다.First, the machining center shown in the drawing is a machining center capable of driving three axes, that is, X, Y, and Z axes, and can be configured by excluding the X axis drive unit in some cases.

상기 베이스(1)는 지면이나 바닥면에 고정설치되는 구성이며, 일반적인 공작기계의 베드에 해당되고, 상기 베이스(1)의 상부에는 전면과 후면이 개방된 대략 육면체 형상의 칼럼(2)이 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동될 수 있도록 설치된다.The base 1 is fixed to a floor or a floor, and corresponds to a bed of a general machine tool. A substantially hexahedral column 2 having front and rear openings is provided on the base 1, And can be moved in the left and right direction of the workpiece by the shaft driving unit 10. [

즉, 상기 X축 구동부(10)는 X축 구동모터(11)와, 상기 X축 구동모터(11)에 의해 회전되는 볼스크류(12)와, 상기 베이스(1)의 상부에 고정되는 가이드레일(13)과, 상기 칼럼(2)에 고정되고 가이드레일(13)을 따라 이동되는 가이드블록(14)으로 구성되어, X축 구동모터(11)의 회전에 의해 볼스크류(12)가 회전되고, 볼스크류(12)의 회전에 의해 가이드블록(14)이 가이드레일(13)을 따라 이동되게 되어 결국 칼럼(2)이 움직이게 된다.That is, the X-axis driving unit 10 includes an X-axis driving motor 11, a ball screw 12 rotated by the X-axis driving motor 11, a guide rail 12 fixed to the upper portion of the base 1, And a guide block 14 fixed to the column 2 and moved along the guide rail 13. The ball screw 12 is rotated by the rotation of the X axis driving motor 11 , The guide block 14 is moved along the guide rail 13 by the rotation of the ball screw 12 and eventually the column 2 is moved.

상기 칼럼(2)의 일측에는 공작물(W)의 상하방향으로 주축(4)을 이동시키기 위한 Y축 구동부(20)가 구성되고, 상기 Y축 구동부(20)의 일측에는 주축(4)을 공작물의 전후방향으로의 이동을 위한 Z축 구동부(20)가 설치되며, 상기 주축(4)에는 드릴이나 리머 또는 탭과 같은 공작물을 절삭가공하기 위한 절삭공구(8)가 장착되고, 상기 주축(4)의 전면에는 공작물의 고정을 위한 지그(30)가 설치된다.A Y-axis drive section 20 is provided at one side of the column 2 to move the main shaft 4 in the vertical direction of the work W. A main shaft 4 is fixed to one side of the Y- And a cutting tool 8 for cutting a work such as a drill, a reamer or a tap is mounted on the main shaft 4, and the main shaft 4 Is provided with a jig 30 for fixing the workpiece.

도시된 실시예는 상기 베이스(1)의 상부에는 가이드레일(13)이 베이스에 고정 설치되고, 상기 가이드레일(13)을 따라 칼럼(2)이 이동되며, 상기 칼럼(2)의 일측에는 Y축 구동부(20)와 Z축 구동부(30)가 설치되고, 상기 칼럼(2)의 내부에는 4개의 주축(4)이 탑재된 램(3)이 설치되며, 상기 램(3)은 새들(9)에 의해 Z축 방향으로의 이송이 지지되어 이동되며, 상기 칼럼(2)과 램(3) 및 새들(9)은 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동되고, 상기 램(3)은 Z축 구동부(30)에 의해 공작물의 전후방향으로 이동되며, Y축 구동부(20)에 의해 램(3)과 새들(9)이 공작물의 상하방향으로 움직이도록 구성되어 있으며, 상기 램(3, ram)은 Z축 구동부(30)에 의해 컬럼(2)에서 나오고 들어가는 동작을 수행하게 된다.The illustrated embodiment is characterized in that a guide rail 13 is fixedly installed on the base of the base 1 and a column 2 is moved along the guide rail 13, A shaft 3 and a Z-axis driving unit 30 are installed in the column 2 and four spindles 4 are installed in the column 2, The column 2 and the ram 3 and the saddle 9 are moved in the left and right direction of the workpiece by the X-axis driving part 10, 3 are moved in the front-rear direction of the workpiece by the Z-axis driving unit 30 and the ram 3 and the saddle 9 are moved in the vertical direction of the work by the Y-axis driving unit 20, (3, ram) is performed by the Z-axis driving unit 30 to move out of the column 2. [

따라서, X축 방향으로의 이동에 의해 공작물의 표면가공 등을 행할 수 있고, 주축(4)의 회전방향 즉, Z축 방향을 중심축으로 이루어지는 절삭공구(8)의 회전에 의해 공작물(W)의 홀 가공 등의 절삭가공을 할 수 있으며, Y축 방향으로의 이동에 의해 공작물의 가공과 함께 공작물의 가공지점에 대한 이동과 공구교환 등을 수행할 수 있다.Therefore, the workpiece W can be machined by the movement in the X-axis direction, and the work W can be machined by the rotation of the cutting tool 8, which is constituted by the central axis in the rotational direction of the main shaft 4, It is possible to carry out a cutting operation such as a hole machining of the workpiece, and move the workpiece to a machining point and exchange the tool with the machining of the workpiece by the movement in the Y axis direction.

부연하면, 본 발명에 의한 수평형 멀티스핀들 가공센터는 주축(4)에 대한 X축 방향으로의 이동을 위한 구성으로 칼럼(2) 자체를 이동시켜 강한 절삭부하를 견딜 수 있고, 주축에 대한 X축 이동, Y축 이동 및 Z축 이동을 서로 동기제어함으로써 주축의 이동경로를 최소화할 수 있어 절삭가공을 위한 사이클타임을 줄일 수 있다.In addition, the horizontal multi-spindle machining center according to the present invention can withstand a strong cutting load by moving the column 2 itself in the configuration for moving in the X-axis direction with respect to the main axis 4, Axis movement, Y-axis movement, and Z-axis movement can be minimized by minimizing the movement path of the main axis, thereby reducing the cycle time for cutting.

또한, 상기 주축(4)은 서보모터(5)에 의해 자전되면서 공작물(W)의 절삭가공을 수행하되, 하나의 서보모터(5)가 2개의 주축(4)을 구동함으로써 가공센터에는 총 4개의 주축(4)을 회전시키기 위해 2개의 서보모터(5)가 구비된다.The main spindle 4 is rotated by the servo motor 5 to perform cutting of the work W while one servo motor 5 drives the two spindles 4, Two servo motors 5 are provided for rotating the main spindle 4.

상기 서보모터(5)는 인가된 전력에 의해 회전되어 주축(4)을 회전시키게 되는데, 도시된 형태는 서모모터(5)의 모터축에 모터풀리(6)를 형성하고, 주축(4)의 일측에도 주축풀리(7)를 형성하여 양측의 풀리 사이에 타이밍벨트를 걸어서 동력을 전달해주는 방식이다.The servomotor 5 is rotated by the applied electric power to rotate the main shaft 4. The illustrated embodiment forms the motor pulley 6 on the motor shaft of the thermo motor 5, And a spindle pulley 7 is also provided on one side so as to transmit power by placing a timing belt between the pulleys on both sides.

즉, 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명에 의한 가공센터는 총 4개의 주축(4)을 가지게 되는데, 경우에 따라서는 4개의 주축 이외에 2~8개의 주축을 가지도록 구성할 수 있고, 이러한 가공센터는 NC선반이나 머시닝센터 등의 범용공작기계와 달리 그 특성상 다양하고 복잡한 공작물에 대한 여러 가지의 복합적인 가공보다는 특정한 공작물에 대한 단순한 가공을 비교적 이른 시간 내에 완료할 수 있는 전용가공기에 가까운 것이 유리하고, 이로써 주축(스핀들)의 수를 다축으로 구성하여 동시에 여러 개의 제품을 가공하도록 구성하는 것이 유리한데, 하나의 가공센터에 복수의 주축을 구성하여 주축의 수에 해당되는 제품을 동시에 가공할 수 있고, 하나의 서보모터가 2개의 주축에 대한 구동을 담당함으로써 모터비용에 대한 절감과 함께 새들의 구동력에 대한 부담을 줄일 수 있다.In other words, the machining center according to the present invention shown in Figs. 1 to 4 has four main axes 4, and in some cases, it can have two to eight main axes in addition to the four main axes. Unlike general purpose machine tools such as NC lathe or machining center, machining centers are similar to dedicated machining centers in that they can complete simple machining of a specific workpiece in a relatively short period of time, rather than various complex machining operations on various complex workpieces It is advantageous to construct a plurality of spindles (spindles) by multiplying the number of spindles simultaneously, and it is advantageous to construct a plurality of spindles in one machining center to simultaneously process products corresponding to the number of spindles And one servomotor is responsible for driving the two spindles, thereby reducing the motor cost, The burden can be reduced.

또한, 경우에 따라 하나의 서보모터가 주축 하나를 직접 구동하는 방식 즉, 다이렉트 구동방식을 사용할 수 있는데, 이러한 경우는 고속회전시 유리하며 특히 절삭량이 많은 제품을 가공하는 경우나 고속회전으로 인한 동력전달로 벨트 등에 발열이 일어날 수 있는 경우 이를 방지하기 위해 하나의 서보모터로써 하나의 주축을 회전시키는 방식을 사용할 수 있다.In this case, it is advantageous in high-speed rotation. Especially, in case of machining a product having a large amount of cutting, or in the case of machining a high-speed rotation, In order to prevent heat generation in the transmission belt or the like, it is possible to use a method of rotating one main shaft as one servo motor.

만약, 하나의 서보모터로써 4개의 주축(스핀들)을 동시에 구동할 경우 서보모터에 가해지는 부하가 증대되어 서보모터의 수명이 단축될 수 있고, 절삭부하를 비교적 많이 받을 경우 가공속도가 저하됨과 동시에 절삭면이 거칠어질 수 있으므로, 2개씩 세트로 나누어 절삭력을 배분하여 받도록 하거나, 하나의 서보모터가 하나의 주축을 회전시키는 직접구동방식을 적용하는 것이 바람직하다.If four spindles (spindles) are simultaneously driven by a single servomotor, the load applied to the servomotor is increased to shorten the service life of the servomotor. If the cutting load is relatively large, the machining speed decreases It is preferable to apply a direct drive system in which one servo motor rotates one main shaft, so that the cutting surface may be roughened.

또한, 이러한 직접구동방식으로 설치된 서보모터는 프로그램을 구성할 때 별도로 구동시킬 수 있고, 이로써 2개의 홀만 필요한 제품이나, 하나의 홀만 필요한 제품, 홀 사이의 거리가 다른 제품 등 다양한 공작물의 가공에 사용할 수 있어 일반적인 전용기보다는 가공범위가 넓어지게 되며, 이러한 특징은 머시닝센터(MCT)와 같은 범용성을 가지게 되는 특징이다.In addition, the servo motor installed by such a direct drive system can be driven separately when the program is configured. Thus, it can be used for processing a variety of workpieces such as a product requiring only two holes, a product requiring only one hole, This makes the machining range wider than that of a general purpose machine, and this characteristic is a feature that has general versatility like a machining center (MCT).

다음, Y축 구동부에 대해 살펴보면, 상기 Y축 구동부(20)는 칼럼(2)에 고정된 가이드레일(23)을 따라 새들(9)을 이동시키되, 상기 새들(9)의 양측에 2개의 Y축 구동모터(21)가 설치되고, 상기 2개의 Y축 구동모터(21)는 서로 동기제어되면서 램(3)이 탑재된 새들(9)을 공작물(W)의 상하방향으로 이동시키게 된다.Next, the Y-axis driving unit 20 moves the saddle 9 along the guide rail 23 fixed to the column 2, and two Y Axis drive motor 21 and the two Y-axis drive motors 21 are controlled in synchronization with each other to move the saddle 9 on which the ram 3 is mounted in the vertical direction of the work W.

즉, 상기 칼럼(2)에는 LM가이드와 같은 가이드레일(23)이 Y축 방향으로 고정 설치되고, 상기 새들(9)에는 상기 가이드레일(23)을 따라 이동되도록 LM블록과 같은 가이드블록(24)이 고정되어 있으며, 칼럼(2)의 양측에는 Y축 구동모터(21)와 볼스크류(22)가 형성되고, 상기 볼스크류(22)의 너트(하우징)는 새들(9)과 고정 결합되어 Y축 구동모터(21)에 의해 회전되는 스크류에 의해 너트는 Y축 방향으로 이동되게 되어 결국 램(3)과 새들(9)을 Y축 방향으로 이동시키게 된다.A guide rail 23 such as an LM guide is fixed to the column 2 in the Y axis direction and a guide block 24 such as an LM block is provided on the saddle 9 so as to be moved along the guide rail 23. [ A Y-axis driving motor 21 and a ball screw 22 are formed on both sides of the column 2 and the nut of the ball screw 22 is fixedly coupled to the saddle 9 The nut is moved in the Y-axis direction by the screw rotated by the Y-axis driving motor 21, and eventually the ram 3 and the saddle 9 are moved in the Y-axis direction.

이때 상기 Y축 구동모터(21)는 새들(9)의 양측에 설치되어 있으며 서로 동기제어되면서 새들(9)을 Y축 방향으로 이동시키게 됨으로써 새들(9)에 대해 보다 안정적인 지지가 가능하고, 특히 Y축 방향으로 주축(4)이 탑재된 램(3)이 이동되면서 공작물을 가공할 경우 가공에 따른 절삭부하를 견딜 수 있는 힘이 높아져 보다 이른 시간 내에 공작물의 절삭이 가능하고, 절삭에 따른 진동을 흡수하여 절삭면이 보다 매끄럽게 가공될 수 있다.At this time, the Y-axis driving motor 21 is installed on both sides of the saddle 9 and moves the saddle 9 in the Y-axis direction while being controlled in synchronization with each other, so that the saddle 9 can be more stably supported, When the workpiece is machined while the ram 3 on which the main spindle 4 is mounted in the Y-axis direction is moved, the force to withstand the cutting load due to the machining is increased, so that the workpiece can be cut in a shorter time, So that the cutting surface can be processed more smoothly.

또한, 이러한 2개의 Y축 구동모터(21)는 새들(9)의 조립에 대한 정밀성과 이동에 대한 안정성을 높일 수 있는데, 한쪽의 가이드레일(23)을 기준으로 설정하고 이후 다른 쪽의 가이드레일(23)은 새들(9)에 결합되어 있는 가이드블록(24)에 따라 그 위치를 맞추어 주거나, 가이드레일(23)이 고정되어 있을 경우 가이드블록(24)의 위치를 미세하게 조절해줌으로써 조립의 편리성과 함께 정밀성을 확보할 수 있으며, 컬럼(2)에 고정된 양쪽 가이드레일(23)에 의해 안내되는 가이드블록(24)에 의해 새들(9)이 이동됨으로써 이동경로가 정밀하게 이루어지고 강성의 확보가 가능하여 안정성을 높일 수 있다.These two Y-axis driving motors 21 can improve the accuracy of assembling the saddle 9 and stability against movement. In this case, one of the guide rails 23 is set as a reference, and then, The position of the guide block 23 can be adjusted according to the guide block 24 attached to the saddle 9 or the position of the guide block 24 can be finely adjusted when the guide rail 23 is fixed, The saddle 9 is moved by the guide block 24 guided by both the guide rails 23 fixed to the column 2 so that the movement path is precisely made and the rigidity The stability can be improved.

또한, 상기 2개의 Y축 구동모터(21)는 각각의 구동모터에 걸리는 부하량을 측정하고, 측정된 부하량을 서로 비교하되, 한쪽 구동모터의 부하량이 다른 쪽 구동모터의 부하량보다 설정된 범위 이상으로 차이가 날 경우 가공센터의 가동을 중단시킬 수 있다.The two Y-axis drive motors 21 measure load amounts applied to the respective drive motors, compare the measured load amounts with each other, and compare the load amounts of the one drive motor with the load amounts of the other drive motor The operation of the machining center can be stopped.

즉, 지그(40)에 고정된 공작물(W)은 주축(4)에 고정된 절삭공구(8)에 의해 동일한 가공이 이루어지는 것이 보통인데, 동일한 가공이 이루어질 경우 동일한 절삭부하가 양쪽의 Y축 구동모터(21)에 작용하게 될 것이나, 한쪽의 Y축 구동모터에 의해 걸리는 부하량이 다른 쪽의 Y축 구동모터에 의해 걸리는 부하량보다 어느 정도 차이가 날 경우 절삭공구의 파손 등 비정상적인 절삭이 이루어지는 것으로 판단하여, 이러한 경우 가공센터의 구동을 중단함으로써 불량품의 발생을 미연에 방지할 수 있다.That is, the workpiece W fixed to the jig 40 is usually machined by the cutting tool 8 fixed to the main shaft 4. When the same machining is performed, the same cutting load is applied to both Y- It is judged that abnormal cutting such as breakage of the cutting tool occurs when the amount of load applied by one Y-axis drive motor is different from the amount of load applied by the other Y-axis drive motor In this case, the generation of defective products can be prevented in advance by stopping the driving of the machining center.

또한, 주축(4)의 구동을 위해 사용하는 서보모터(5) 역시 부하량을 측정하여 이를 정상가공상태와 비정상가공상태의 비교를 위해 사용할 수 있다.In addition, the servo motor 5 used for driving the main shaft 4 can also measure the amount of load and use it for comparison between a normal machining state and an abnormal machining state.

즉, 상기 2개의 서모모터(5)는 각각의 서보모터에 걸리는 부하량을 측정하고, 측정된 부하량을 서로 비교하되, 한쪽 서보모터의 부하량이 다른 쪽 서보모터의 부하량보다 설정된 범위 이상으로 차이가 날 경우 가공센터의 가동을 중단시킬 수 있다.That is, the two thermo-motors 5 measure the loads applied to the respective servomotors, compare the measured load amounts with each other, and determine whether the load of one servo motor is different from the load amount of the other servo motor The operation of the machining center can be stopped.

이러한 각각의 서보모터(5)에 걸리는 부하량값은 가공센터에 작업지시와 프로그램의 입력을 위한 계기판에 실시간 표시되도록 하여 서로 비교할 수 있으며, 이로써 사용자에 의해 절삭공구의 이상 유무나 공구교환시기를 바로 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.The values of the load applied to the respective servomotors 5 can be compared with each other by real-time display on the instrument panel for inputting the work instruction and the program to the machining center so that the user can easily determine whether the cutting tool is abnormal or the tool change time You can configure it to check.

상술한 실시예에서 X축 구동부(10)와 Y축 구동부(20)는 LM레일과 LM블록 형태의 가이드레일(13, 23)과 가이드블록(14, 24)으로 도시되어 있으나, 경우에 따라 주물소재의 박스가이드웨이(Box Guide Way)방식 즉, 프레임을 통째로 제작한 다음 표면을 연마하여 서로 미끄럼접촉이 되도록 만들어 사용할 수도 있으며, 이러한 박스가이드웨이 방식의 경우 강한 절삭부하를 견딜 수 있는 강성이 확보되고 장기간 사용에도 유지보수가 필요치 않으며, 가공정밀도를 더욱 높일 수 있다.The X-axis driving part 10 and the Y-axis driving part 20 are shown as the LM rail and LM block type guide rails 13 and 23 and the guide blocks 14 and 24 in the above embodiment, The box guide way of the material, that is, it can be used to make the whole frame, then polish the surface and make the sliding contact with each other. In case of this box guideway method, rigidity that can withstand strong cutting load is ensured Maintenance is not required even for long-term use, and machining precision can be further increased.

도 7 내지 도 10은 본 발명에 의한 지그의 구성예시도로써, 본 발명에서는 지그를 이용하여 공작물의 고정을 행하게 되는데, 상기 지그(30)는 A축 회전타입(32), B축 회전타입(31) 및 A,B축 동시회전타입(33)의 3가지 중 하나를 사용할 수 있으며, 공작물에 따라 3가지 중 하나를 선택하여 사용하거나 복합적으로 교체하여 사용할 수 있다.FIGS. 7 to 10 are diagrams illustrating a configuration of a jig according to the present invention. In the present invention, a workpiece is fixed using a jig. The jig 30 includes an A-axis rotation type 32, a B- 31) and the A and B axis simultaneous rotation type (33). In addition, one of the three types can be selected or used in combination.

먼저, 도 7에 나타나 있는 지그는 APC(Auto Pallet Changer) 즉, 자동팔레트교환장치이며, 한쪽에 고정된 공작물의 가공이 완료되고 나면 지그가 회전되어 가공이 끝난 제품을 배출함과 동시에 가공되기 전의 공작물을 가공위치로 이동시키는 방식의 지그이며, 도 8에 나타나 있는 지그는 B축 회전타입(31) 즉, 인덱스테이블 또는 로터리테이블로써 화살표 방향 즉, 새들의 Y축 이동방향축과 평형한 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 이러한 타입의 지그(31)는 주축(4)의 전면에 위치하는 공작물에 대해 가공을 수행하는 동안 반대쪽에 형성된 지그에 공작물을 장착할 수 있는 타입이며, B축을 중심으로 회전할 수 있어 일반적인 드릴링, 탭핑 등의 가공과 함께 공작물의 가로 방향의 홈을 형성하거나 원호가공 등을 행할 수 있다.The jig shown in FIG. 7 is an automatic pallet changer (APC), that is, an automatic pallet changer. When the workpiece fixed on one side is completed, the jig is rotated to discharge the finished product, The jig shown in Fig. 8 is a B-axis rotary type 31, that is, an index table or a rotary table, which moves the work in the direction of the arrow, i.e., the axis parallel to the Y- This type of jig 31 is of a type capable of mounting a workpiece on a jig formed on the opposite side while performing a work on a workpiece placed on the front surface of the main shaft 4, It is possible to form a groove in the transverse direction of the workpiece or to perform arc processing or the like together with processing such as general drilling and tapping.

도 9에 나타나 있는 지그는 A축 회전타입(32) 즉, 틸팅타입 지그로써 화살표 방향 즉, 새들의 X축 이동방향축과 평형한 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 이러한 타입의 지그는 A축을 중심으로 회전할 수 있어 일반적인 드릴링, 탭핑 등의 가공과 함께 공작물의 전면, 배면, 상면 및 저면을 가공할 수 있다.The jig shown in Fig. 9 can be rotated about the axis of the A-axis rotation type 32, that is, the tilting type jig in the arrow direction, that is, the axis parallel to the X-axis movement direction axis of the saddle, So that it is possible to process the front surface, back surface, top surface and bottom surface of the workpiece together with processing such as general drilling and tapping.

도 10에 나타나 있는 지그는 멀티 틸팅 로터리테이블방식의 지그로써 A축과 B축의 동시회전타입(33)이며 화살표 방향 즉, 새들의 X축 이동방향축과 평형한 축을 중심으로 회전(A축 회전)하거나, 새들의 Y축 이동방향축과 평형한 축을 중심으로 회전(B축 회전)할 수 있으며, 이러한 타입의 지그는 도 7 내지 도 9에 나타나 있는 지그로서 수행할 수 있는 기본적인 절삭가공과 함께 복합적인 동기제어를 통해 더욱 다양한 가공을 수행할 수 있다.The jig shown in Fig. 10 is a multi-tilting rotary table type jig, which is a simultaneous rotation type 33 of A-axis and B-axis and is rotated (A-axis rotation) about an axis parallel to the arrow direction, (Rotation of the B axis) about an axis that is balanced with the Y axis movement direction axis of the saddle, and this type of jig can perform the basic cutting process that can be performed as the jig shown in FIG. 7 to FIG. So that more various machining can be performed.

미설명부호는 ATC(50, Auto Tool Changer) 즉, 자동공구교환장치로써, 칼럼(2)의 일측에 구성하여, 주축(4)에 장착할 절삭공구(8)를 장착하고 있다가 한 단계의 가공이 끝난 뒤 툴매거진(51)의 빈 곳에 가공이 끝난 절삭공구를 넣어두고 상기 툴매거진(51)을 회전시켜 다음 단계의 가공을 행할 공구를 장착하도록 구성한 것이다.The ATC 50 is an automatic tool changer that is mounted on one side of the column 2 and is equipped with a cutting tool 8 to be mounted on the main shaft 4 After machining is finished, a machined cutting tool is inserted into the empty space of the tool magazine 51, and the tool magazine 51 is rotated to mount a tool to be machined in the next step.

도 11 내지 도 13에 나타나 있는 ATC는 하나의 툴매거진(51)에 32개의 공구를 장착할 수 있도록 총 32개의 툴그리퍼(52)가 설치되는 회전타입 ATC로써, 주축이 4개인 경우 4개의 공구가 하나의 섹터가 되도록 섹터별로 나누어 구성할 수 있는데, 이러한 경우 4개의 툴그리퍼가 하나의 섹터가 됨으로써 총 8가지의 가공을 행할 수 있다.The ATC shown in FIGS. 11 to 13 is a rotation type ATC in which 32 tool grippers 52 are installed so that 32 tools can be mounted on one tool magazine 51. In the case of four main axes, Can be divided into sectors so as to be one sector. In this case, the four tool grippers become one sector, so that a total of eight machining operations can be performed.

부연하면, 상기 ATC(50)는 툴매거진(51)과, 상기 툴매거진(51)에 형성되어 주축(4)에 장착할 절삭공구(8)를 장착하고 있는 툴그리퍼(52)와, 상기 툴매거진(51)을 회전시키기 위한 구동모터(53)로 구성되며, 상기 툴매거진(51)의 한쪽 면에는 주축의 수보다 2배수의 툴그리퍼(52)가 형성되어 있다.The ATC 50 includes a tool magazine 51 and a tool gripper 52 formed on the tool magazine 51 and mounting a cutting tool 8 to be mounted on the main shaft 4, And a drive motor 53 for rotating the magazine 51. A tool gripper 52 is formed on one side of the tool magazine 51 at twice the number of main spindles.

즉, 툴매거진(51)의 한쪽 면에 8개의 툴그리퍼(52)가 형성되어 있으므로, 4개의 주축이 동일한 가공을 행한다고 할 경우 4개의 툴그리퍼(52)에 장착된 절삭공구를 이용해 공작물의 절삭가공을 행하고, 사용이 끝난 절삭공구는 비어있는 툴그리퍼(52)에 끼운 다음 주축이 X축 방향으로 툴그리퍼 중심선 사이의 거리만큼 이동하여 앞으로 사용할 절삭공구를 장착하여 가공을 행함으로써 결국 툴매거진이 회전하지 않아도 2가지의 절삭가공을 행할 수 있으므로 공구교환에 필요한 시간을 줄일 수 있다.In other words, since eight tool grippers 52 are formed on one side of the tool magazine 51, if four spindles are to be machined in the same manner, the cutting tool mounted on the four tool grippers 52 is used to cut the workpiece After the used cutting tool is inserted into the empty tool gripper 52, the main shaft is moved by the distance between the tool gripper center line in the X axis direction, and the cutting tool to be used is mounted and machined, It is possible to perform two kinds of cutting operations without rotating the tool, thereby reducing the time required for tool change.

예로써, 툴매거진 전체에 16개의 공구가 장착되어 있고 주축이 4개일 경우 4개의 주축마다 동일한 4가지 가공을 행한다면, 종래의 툴매거진 즉, 한쪽 면에 4개의 공구가 장착되어 있는 툴매거진의 경우 한번 가공이 끝나면 공구교환을 위해 툴매거진이 회전되어야 하므로 툴매거진이 회전되는 시간 동안 주축이 기다려야 하고 이로써 총 4번의 툴매거진 회전시간이 필요한 반면, 한쪽 면에 8개의 공구가 장착되어 있는 경우 4개의 공구를 이용해 가공을 행하고 주축의 위치를 툴그리퍼 중심선 사이의 거리만큼 X축 방향으로 조금만 이동시켜도 공구교환을 할 수 있으므로 툴매거진이 2회전만 하면 가공을 끝낼 수 있어 결국 공작물의 비가공시간을 현저히 줄일 수 있다. 만약, 주축에 대해 X축 방향으로의 이동이 제한되어 있다면 ATC 자체에 시프팅기능 즉, ATC를 X축 방향으로 일정거리 이동될 수 있도록 하여 공구교환을 하도록 구성할 수도 있다.For example, if you have 16 tools throughout the tool magazine and you have four spindles, and you have four identical spindles, you can use a conventional tool magazine, a tool magazine with four tools on one side Once the machining is finished, the tool magazine must be rotated to exchange the tool, so the spindle must wait for the time that the tool magazine is rotated, so that a total of 4 tool magazine rotation times is required. The tool can be exchanged even if the position of the main axis is moved a little in the X-axis direction by the distance between the tool gripper center line, so that the tool magazine can finish the processing only by two rotations, Can be significantly reduced. If movement in the X-axis direction is restricted with respect to the main axis, the ATC itself may be configured to perform the shifting function, that is, the ATC can be moved a certain distance in the X-axis direction to exchange tools.

또한, 툴매거진 자체의 툴그리퍼 수가 많아져 가공할 수 있는 가공범위가 넓어짐은 당연하고, 경우에 따라서는 스페어 공구를 장착하여 일정 수량의 가공을 행한 다음에는 스페어 공구를 이용해 공구교환을 행하도록 하여 절삭공구의 마모나 파손에 의한 불량품의 발생을 미연에 방지할 수 있다.Further, it is natural that the number of tool grippers of the tool magazine itself increases and the machining range that can be machined becomes wider. In some cases, after the spare tool is mounted and a certain number of machining operations are performed, the tool is exchanged using the spare tool It is possible to prevent the occurrence of defective products due to abrasion or breakage of the cutting tool in advance.

다음, 도 12를 참조하면, 상기 주축(4)은 툴그리퍼(52)에 장착된 절삭공구 중에서 홀수 번호의 툴그리퍼(52a)에 장착된 절삭공구와 짝수 번호의 툴그리퍼(52b)에 장착된 절삭공구를 교차하여 사용하게 된다.12, the main spindle 4 is mounted on an even numbered tool gripper 52b and a cutting tool mounted on an odd numbered tool gripper 52a among the cutting tools mounted on the tool gripper 52 The cutting tool is used alternately.

즉, 툴매거진(51)의 한쪽 면에 장착된 툴그리퍼(52)를 회전방향을 따라 1번부터 8번까지 번호를 정한다면, 1, 3, 5, 7번의 홀수 번호의 툴그리퍼(#1, #3, #5, #7)에 장착된 드릴과 같은 절삭공구를 이용해 드릴링 가공을 한 다음 2, 4, 6, 8번의 짝수 번호의 툴그리퍼(#2, #4, #6, #8)에 장착된 탭과 같은 절삭공구를 이용해 나사 가공을 행함으로써 4개의 공작물에 툴매거진(51)을 회전시키지 않고도 공구교환을 할 수 있어 드릴링 및 탭핑을 수행할 수 있고, 툴그리퍼와 툴그리퍼 사이의 간격을 좁게 가져갈 수 있어서 결국 ATC의 크기를 줄일 수 있고, 이로써 자재비용과 구동동력을 줄일 수 있으며, 공구교환속도를 높일 수 있음과 동시에, 장착할 수 있는 공구의 수를 늘려 다양한 공작물의 절삭가공을 수행함으로써 가공성능을 높일 수 있다.That is, if the tool gripper 52 mounted on one side of the tool magazine 51 is numbered from 1 to 8 along the direction of rotation, odd numbered tool grippers # 1, # 2, # 3, # 2, # 4, # 6, # 8, # 2, # 4, # 6, and # 8 of even numbered tool grips after drilling using cutting tools such as drills , It is possible to perform tool exchange without rotating the tool magazine 51 in the four workpieces, thereby performing drilling and tapping, and it is possible to carry out drilling and tapping, and between the tool gripper and the tool gripper It is possible to reduce the size of the ATC, thereby reducing the material cost and driving power, increasing the speed of tool change, and increasing the number of tools that can be mounted, thereby cutting various workpieces The machining performance can be improved by performing machining.

도 14와 도 15는 본 발명에 의한 ATC의 타실시 예시도로써, 툴매거진의 형상을 4각이 아닌 6각 8각으로 형성한 것이며, 툴매거진의 한쪽 면에는 총 8개의 툴그리퍼를 형성한 것이다.FIGS. 14 and 15 illustrate an ATC according to an embodiment of the present invention. The tool magazine is formed in hexagonal rather than quadrilateral, and eight tool grippers are formed on one side of the tool magazine will be.

도 14에 나타나 있는 6각 형상의 툴매거진의 경우 보다 많은 수의 공구를 장착할 수 있어서 그 범용성이 높아지며, 특히 주축의 수가 4개인 경우 12종류의 절삭가공을 행할 수 있으며, 도 15에 나타나 있는 8각 형상의 툴매거진 역시 4각 형상의 툴매거진보다 더욱 많은 수의 공구를 장착할 수 있다.It is possible to mount a larger number of tools than in the case of the hexagonal tool magazine shown in Fig. 14, so that the versatility can be increased. In particular, 12 types of cutting machining can be performed when the number of main axes is four, The 8-shaped tool magazine can also mount a larger number of tools than the square-shaped tool magazine.

결국, 본 발명에 의한 수평형 멀티스핀들 가공센터는 공작물을 절삭가공하기 위해 설치되는 가공센터에 2축 또는 3축의 이송구동부를 각각 설치하여 공작물의 상하방향과 전후방향 또는 좌우방향으로 주축(스핀들)이 탑재된 램을 이동시키되 각 구동부 간의 동기제어를 통해 주축의 이동경로를 최소화하여 주축의 이동에 따른 소모동력을 줄이고, 상기 주축의 수를 여러 개로 구성하여 다수의 공작물을 동시에 가공할 수 있으며, 여러 개의 주축에 고정되어 공작물을 절삭 가공하는 공구에 대해서는 ATC에 의해 공구교환을 동시에 진행함으로써 공구교환속도를 향상시켜 생산효율을 향상시킨 현저한 효과와 함께, 상기 ATC의 툴 매거진의 한 면에 주축의 수보다 2배의 툴 그리퍼를 구성하여 툴 매거진의 한쪽 면에 장착되는 공구의 수를 주축의 2배로 구성함으로써 툴 매거진을 회전시키지 않고도 2종류의 가공을 연속적으로 행할 수 있어 공구교환시간을 단축하게 되어 공작물의 비가공시간을 줄일 수 있고, 종래의 툴매거진에 비해 2배수의 다양한 공구를 장착함으로써 여러 종류의 가공에 유연하게 대처할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 상기 Y축 구동부의 구성 중 하나인 Y축 구동모터를 새들의 양측에 구성하여 두 개의 Y축 구동모터를 동기제어함으로써 새들의 안정적인 움직임을 확보함과 동시에 강한 절삭부하를 견딜 수 있으며, 가공센터의 전면에 설치되어 공작물이 고정되는 지그를 공작물에 따라 A축 회전타입, B축 회전타입 및 A, B축 동시회전타입의 3가지 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 공작물 가공의 적용성을 높인 현저한 효과가 있다.As a result, the horizontal multi-spindle machining center according to the present invention is provided with a two-axis or three-axis feed drive unit provided at a machining center installed for machining a workpiece, so that the spindle is moved in the vertical direction, The number of the spindles is set to several, and a plurality of workpieces can be machined at the same time. In addition, A tool that is fixed to a plurality of spindles and cuts a workpiece has a remarkable effect of improving the production efficiency by improving the tool changing speed by simultaneously performing the tool change by the ATC, The number of tools mounted on one side of the tool magazine is twice the number of main spindles It is possible to perform two types of machining continuously without rotating the tool magazine, shortening the tool change time, reducing the machining time of the workpiece, and by installing various tools twice as many as conventional tool magazines, And a Y-axis drive motor, which is one of the configurations of the Y-axis drive section, is arranged on both sides of the saddle to synchronously control two Y-axis drive motors to secure stable movement of the saddle And one of three types, A-axis rotation type, B-axis rotation type and A- and B-axis simultaneous rotation type, can be selected according to the workpiece by the jig to which the workpiece is fixed, So that the applicability of the machining of the workpiece is enhanced.

1. 베이스 2. 칼럼
3. 램 4. 주축(스핀들)
5. 서보모터 6. 모터풀리
7. 주축풀리 8. 절삭공구
9. 새들
10; X축 구동부
11. X축 구동모터 12. 볼스크류
13. 가이드레일 14. 가이드블록
20; Y축 구동부
21. Y축 구동모터 22. 볼스크류
23. 가이드레일 24. 가이드블록
30; Z축 구동부
31. 구동모터 32. 볼스크류
33. 가이드레일 34. 가이드블록
40. 지그
41. B축 회전타입 42. A축 회전타입
43. 동시회전타입
50; ATC
51. 툴매거진 52. 툴그리퍼
53. 구동모터
W. 공작물1. Base 2. Column
3. Ram 4. Spindle (spindle)
5. Servo Motor 6. Motor Pulley
7. Spindle pulley 8. Cutting tool
9. Birds
10; X axis driver
11. X axis drive motor 12. Ball screw
13. Guide rail 14. Guide block
20; Y-axis driver
21. Y-axis drive motor 22. Ball Screw
23. Guide rail 24. Guide block
30; The Z-
31. Driving motor 32. Ball Screw
33. Guide rail 34. Guide block
40. Jig
41. B-axis rotation type 42. A-axis rotation type
43. Simultaneous Rotation Type
50; ATC
51. Tool magazine 52. Tool gripper
53. Driving motor
W. Workpiece

Claims (6)

공작물을 절삭가공하기 위한 가공센터에 있어서,
상기 가공센터는 지면에 고정 설치되는 베이스(1)와, 상기 베이스(1) 상부에 설치되며 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동되는 칼럼(2)과, 상기 칼럼(2) 내부에 설치되며 절삭공구(8)가 장착되는 주축(4, 스핀들)을 지지하는 램(3)과, 상기 램(3)을 지지하고 있는 새들(9)을 공작물(W)의 상하방향으로 이동시키기 위한 Y축 구동부(20)와, 상기 램(3)을 공작물의 전후방향으로 이동시키기 위한 Z축 구동부(30)와, 상기 주축(4)을 회전시키는 서보모터(5)와, 상기 주축(4)의 전면에 설치되며 공작물(W)의 고정을 위한 지그(40)로 구성되며, 상기 주축의 상부에는 절삭공구를 장착할 수 있는 ATC(50)가 구성되어 있으며,
상기 베이스(1)의 상부에는 가이드레일(13)이 베이스(1)에 고정 설치되고, 상기 가이드레일(13)을 따라 칼럼(2)이 이동되며, 상기 칼럼(2)의 일측에는 Y축 구동부(20)와 Z축 구동부(30)가 설치되고, 상기 칼럼(2)의 내부에는 4개의 주축(4)이 탑재된 램(3)이 설치되고, 상기 램(3)은 새들(9)에 의해 Z축 방향의 이송이 지지되며, 상기 칼럼(2)과 램(3) 및 새들(9)은 X축 구동부(10)에 의해 공작물의 좌우방향으로 이동되고, 상기 램(3)은 Z축 구동부(30)에 의해 공작물의 전후방향으로 이동되며, Y축 구동부(20)에 의해 상기 램(3)과 새들(9)은 공작물의 상하방향으로 움직이도록 구성되고,
상기 Y축 구동부(20)는 칼럼(2)에 고정된 가이드레일(23)을 따라 새들(9)을 이동시키되, 상기 새들(9)의 양측에 2개의 Y축 구동모터(21)가 설치되고, 상기 2개의 Y축 구동모터(21)는 서로 동기제어되며,
상기 2개의 Y축 구동모터(21)는 각각의 구동모터에 걸리는 부하량을 측정하고, 측정된 부하량을 서로 비교하되, 한쪽 구동모터의 부하량이 다른 쪽 구동모터의 부하량보다 설정된 범위 이상으로 차이가 날 경우 가공센터의 가동을 중단시키는 것이 특징인 수평형 멀티스핀들 가공센터.
1. A machining center for machining a workpiece,
The processing center includes a base 1 fixedly installed on the ground, a column 2 installed on the base 1 and moved in the left and right direction of the work by the X-axis driving unit 10, A ram 3 supporting a main spindle 4 (a spindle) provided inside the cutting tool 8 and a saddle 9 supporting the ram 3 are moved in a vertical direction of the work W A Z-axis driving unit 30 for moving the ram 3 in the forward and backward directions of the workpiece; a servo motor 5 for rotating the main shaft 4; 4 and a jig 40 for fixing the work W. An ATC 50 is mounted on the main shaft to mount a cutting tool thereon,
A guide rail 13 is fixed to the base 1 at an upper portion of the base 1 and a column 2 is moved along the guide rail 13. A Y- A ram 3 with four spindles 4 mounted thereon is installed in the column 2 and the ram 3 is mounted on the saddle 9 The column 2 and the ram 3 and the saddle 9 are moved in the left and right direction of the workpiece by the X axis driving unit 10 and the ram 3 is moved in the Z axis direction, The ram 3 and the saddle 9 are moved by the Y-axis driving part 20 in the vertical direction of the workpiece,
The Y-axis driving unit 20 moves the saddle 9 along the guide rail 23 fixed to the column 2, and two Y-axis driving motors 21 are installed on both sides of the saddle 9 , The two Y-axis drive motors 21 are synchronously controlled with each other,
The two Y-axis drive motors 21 measure load amounts applied to the respective drive motors and compare the measured load amounts with each other. If the load amount of one drive motor is greater than the load amount of the other drive motor, A horizontal multi-spindle machining center characterized by the interruption of the machining center.
제1항에 있어서,
상기 ATC(50)는 툴매거진(51)과, 상기 툴매거진(51)에 형성되어 주축(4)에 장착할 절삭공구(8)를 장착하고 있는 툴그리퍼(52)와, 상기 툴매거진(51)을 회전시키기 위한 구동모터(53)로 구성되며, 상기 툴매거진(51)의 한쪽 면에는 주축의 수보다 2배수의 툴그리퍼(52)가 형성되어 있는 것이 특징인 수평형 멀티스핀들 가공센터.
The method according to claim 1,
The ATC 50 includes a tool magazine 51 and a tool gripper 52 formed on the tool magazine 51 and mounting a cutting tool 8 to be mounted on the main shaft 4, And a drive motor (53) for rotating the tool magazine (51), wherein a tool gripper (52) is formed on one side of the tool magazine (51) at twice the number of main spindles.
제2항에 있어서,
상기 주축(4)은 툴그리퍼(52)에 장착된 절삭공구 중에서 홀수 번호의 툴그리퍼(52a)에 장착된 절삭공구와 짝수 번호의 툴그리퍼(52b)에 장착된 절삭공구를 교차하여 사용하는 것이 특징인 수평형 멀티스핀들 가공센터.
3. The method of claim 2,
The main spindle 4 is used to cross a cutting tool mounted on an odd numbered tool gripper 52a and a cutting tool mounted on an even numbered tool gripper 52b among the cutting tools mounted on the tool gripper 52 Horizontal multi-spindle machining center.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 주축(4)은 서보모터(5)에 의해 자전되면서 공작물(W)의 절삭가공을 수행하되, 하나의 서보모터(5)가 2개의 주축(4)을 구동함으로써 가공센터에는 총 4개의 주축(4)을 회전시키기 위해 2개의 서보모터(5)가 구비되고,
상기 2개의 서모모터(5)는 각각의 서보모터에 걸리는 부하량을 측정하고, 측정된 부하량을 서로 비교하되, 한쪽 서보모터의 부하량이 다른 쪽 서보모터의 부하량보다 설정된 범위 이상으로 차이가 날 경우 가공센터의 가동을 중단시키는 것이 특징인 수평형 멀티스핀들 가공센터.
The method according to claim 1,
The main spindle 4 is rotated by the servo motor 5 to perform cutting of the work W. When one servo motor 5 drives the two spindles 4, Two servomotors 5 are provided for rotating the servomotor 4,
The two thermo-motors (5) measure the amount of load applied to each servo motor and compare the measured load amounts. When the load amount of one servo motor differs from the load amount of the other servo motor by more than the set range, A horizontal multi-spindle machining center characterized by interrupting the operation of the center.
제1항에 있어서,
상기 주축(4)은 서보모터(5)에 의해 자전되면서 공작물(W)의 절삭가공을 수행하되, 하나의 서보모터(5)가 하나의 주축(4)을 구동함으로써 가공센터에는 총 4개의 주축(4)을 회전시키기 위해 4개의 서보모터(5)가 구비되고,
상기 4개의 서모모터(5)는 각각의 서보모터에 걸리는 부하량을 측정하고, 측정된 부하량을 서로 비교하되, 한쪽 서보모터의 부하량이 다른 쪽 서보모터의 부하량보다 설정된 범위 이상으로 차이가 날 경우 가공센터의 가동을 중단시키는 것이 특징인 수평형 멀티스핀들 가공센터.The method according to claim 1,
The main spindle 4 is rotated by the servo motor 5 to perform cutting of the work W while one servo motor 5 drives one main spindle 4, Four servomotors 5 are provided for rotating the servomotor 4,
The four thermo-motors (5) measure the amount of load applied to each servo motor and compare the measured load amounts with each other. When the load amount of one servo motor differs from the load amount of the other servo motor by more than the set range, A horizontal multi-spindle machining center characterized by interrupting the operation of the center.
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